MỤC LỤC

1


DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH

2


LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay ngành kỹ thuật điện tử có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống
của con người. Các hệ thống điện tử ngày nay rất đa dạng và đang thay thế các công
việc hàng ngày của con người từ những công việc từ đơn giản đến phức tạp như
điều khiển tín hiệu đèn giao thơng, đo tốc độ động cơ hay các đồng hồ số. Các hệ
thống này có thể thiết kế theo hệ thống tương tự hoặc hệ thống số. Tuy nhiên trong
các hệ thống điện tử thông minh hiện nay người ta thường sử dụng hệ thống số hơn
là các hệ thống tương tự bởi một số các ưu điểm vượt trội mà hệ thống số mang lại
đó là: độ tin cậy cao, giá thành thấp, dễ dàng thiết kế, lắp đặt và vận hành… Để làm
được điều đó, chúng ta phải có kiến thức về môn điện tử số, hiểu được cấu trúc và
chức năng của một số IC số, mạch giải mã, các cổng logic và một số kiến thức về
các linh kiện điện tử.
Sau một thời gian học tập và tìm hiểu các tài liệu về kỹ thuật xung - số, với
sự giảng dạy các thầy giáo, cô giáo. Em đã nhận đề tài: “Thiết kế mạch đồng hồ
thời gian thực sử dụng IC số”.
Do kiến thức và trình độ năng lực hạn hẹp nên việc thực hiện đề tài này
không thể tránh được thiếu sót, kính mong nhận được sự thơng cảm và góp ý của
thầy giáo, cơ giáo và các bạn để đồ án này hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !

3

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 Các ứng dụng của đồng hồ thời gian thực
Ngày nay, ngành kỹ thuật điện tử số có vai trị rất quan trọng trong cuộc sống của
con người. Các hệ thống điện tử số ngày nay rất đa dạng và đang dần thay thế các công
việc hàng ngày của con người từ những công việc đơn giản đến phức tạp như điều khiển
tín hiệu đèn giao thông, điều khiển tốc độ động cơ, điều khiển các hệ thống đóng ngắt tự
động… các hệ thống này có thể thiết kế theo hệ thống tương tự hoặc hệ thống số. Tuy
nhiên trong các hệ thống điện tử thông minh hiện nay người ta thường sử dụng các hệ
thống số nhiều hơn tương tự bởi một số các ưu điểm mà hệ thống số mang lại đó là: độ
tin cậy cao, giá thành thấp, thiết kế nhỏ gọn, nhiều tính năng cũng như tiêu thụ cơng suất
ít hơn… để thiết kế được một hệ thống điện tử số, chúng ta phải có kiến thức về mơn
điện tử cơ bản, kỹ thuật số, hiểu được cấu trúc và chức năng của một số IC số, các cổng
logic và một số kiến thúc về các linh kiện điện tử…
+ Thời gian có vai trị rất là quan trọng trong cuộc sống của con người. Các hệ
thống điện tử số đang dần thay thế công việc của con người từ những cơng việc đơn
giản đến phúc tạp như điều khiển tín hiệu và điều khiển đóng ngắtvà bên trong những hệ
thống đó thường là những bộ điều khiển thời gian hiển thị thời gian như đồng hồ thời
gian thực.
- Đồng hồ thời gian thực giúp chúng ta thiết lập thời gian hoạt động và điều
khiển quá trình hoạt động của các thiết bị được ứng dụng trong rất nhiề những lĩnh vực ,
ngàng nghề khác nhau:
+ Quản lý thông báo thời gian tại các cơng ty , xí nghiệp :Thiết lập thời gian hẹn
giờ chuông báo thời gian ngủ ,nghỉ, làm việc ...vv.
Quản lý thông báo thời gian trong nông nghiệp : Các dàn tưới cây tự động phun,
rửa , thu hoạch ..vv
+ Quản lý thông báo thời gian trong công nghiệp : Các thiết bị hoạt động theo các
khung giờ xác định như hệ thống thơng khí , hệ thống chiếu sáng, buồng sấy, buồng khử
khuẩn, các cửa ra vào và các máy móc thiết bị khác

+ Thiết lập thời gian hoạt động và nghỉ của các bộ cảnh báo, phòng chống trộm
cắp ứng dụng trong an ninh.
+ Trong sinh hoạt : Cung cấp thời gian chính xác cho các hoạt động thường
ngày, đóng mở các thiết bị điện theo thời gian xác định, ví dụ như bóng đèn , máy bơm ,
khóa gas , khóa cửa ..vvv.
4


Sau một thời học tập và tìm hiểu các tài liệu về kỹ thuật số, chúng em chọn ứng
dụng đồng hồ thời gian thực báo thức sử dụng các IC số để làm đề tài đồ án điện tử 1 vì
sự quan trọng của thời gian trong cuộc sống cũng như với mong muốn ứng dụng những
kiến thức đã học vào cuộc sống để phục vụ nhu cầu của con người.
1.2 Đặc điểm của đồng hồ thời gian thực
Thiết kế và thi cơng mơ hình đồng hồ số có chức năng báo thức và hiệu chỉnh
giờ, phút hiển thị trên led 7 đoạn.
- Sử dụng nguồn cấp ổn định 5V DC với bộ phát xung 1s/nhịp.
- Mạch sử dụng các IC số bao gồm IC đếm, IC giải mã , IC so sánh .
- Thời gian hiển thị bao gồm : GIO – PHUT – GIAY.
- Chuông báo thức sẽ hoạt động khi đồng hồ chạy hết thời gian đặt báo thức và sẽ
đổ chng trong vịng 1 phút thời gian
- Sử dụng Switch 4P để thực hiện cài đặt các thông số thời gian báo thức
- Giao tiếp với các phím điều chỉnh: GIO – PHUT để điều chỉnh thời gian.
- Hiển thị thời gian qua màn led 7 thanh.
- Được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống, ứng dụng trên nhiều lĩnh vực.
- Có tính ổn định và chính xác cao, đơn giản, linh hoạt và chi phí thấp.
1.3 Yêu cầu về vỏ hộp điện và ứng dụng.
- Thiết kế hộp chắc chắn,nhỏ gọn , tiện lợi , dễ dàng sử dụng
- Bố trí các vị trí nút bấm điều khiển hợp lý
- Đảm bảo an toàn sử dụng điện


5


CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ĐỒNG HỒ THỜI GIAN
THỰC
2.1 Yêu cầu công nghệ
-Thiết kế hộp điện nhỏ gọn , tiện lợi dễ dàng lắp đặt cũng như đấu nối.
-Mạch điện hoạt động với điện áp 5V DC
-Dòng điện tiêu thụ 1A
-Đồng hồ hoạt động với tần số xung 1Hz tức 1s/nhịp đếm.
-Thời gian hiển thị trên led đúng với thời gian thực.
-Báo thức hoạt động sau khi chạy đến thời gian hẹn trước.
2.2 Sơ đồ khối

Hình 2.1: Sơ đồ khối mạch đồng hồ thời gian thực
Chức năng của từng khối:
- Khối nguồn (5V-1A): có chức năng cấp nguồn 5V-1A cho toàn bộ mạch hoạt
động.
- Khối tạo xung 1 Hz: Tạo xung dao động 1Hz cấp cho mạch đồng hồ.
- Khối đếm giờ ,phút , giây, : nhận tín hiệu xung dao động đếm từ 00 đến 59(phút ,
giây) và 00 đến 23 (giờ)
- Khối giải mã và hển thị : giả mã tín hiệu từ mạch đếm đồng hồ sang led 7 thanh và
hiển thị thời gian ra led 7 thanh :giờ (từ 00 đến 23),phút và giây (từ 00 đến 59).
- Khối xung báo thức : cài thời gian báo thức ((giờ, phút ) dưới dạng số ) là tín hiệu
điện áp được đưa vào mạch so sánh .
- Khối so sánh và chng :nhận tín hiệu từ khối cài và từ IC đếm phút và đếm giờ,
thông qua IC so sánh sau đó xuất tín hiệu báo thức ra chuông trong 60 giây.
2.2.1 Khối tạo xung, khối nguồn
a. Khối nguồn:
- Đặc điểm kỹ thuật của khối nguồn

- Tạo ra điện áp một chiều sử dụng cho mạch ln chạy ổn định thì trên cần phải có
bộ chuyển đổi từ nguồn xoay chiều sang nguồn một chiều. Bộ chuyển đổi đó cơ bản bao
gồm:
6


+ Biến áp nguồn: Hạ thế từ 220V xuống các điện áp thấp hơn .
+ Mạch chỉnh lưu: Chuyển đổi nguồn AC thành DC.
+ Mạch lọc: Lọc gợn xoay chiều sau chỉnh lưu cho nguồn DC phẳng hơn
+ Mạch ổn áp: Giữ một điện áp ra cố định 5V cung cấp cho tải tiêu thụ.
+
+
+
+
+
-

Chức năng nhiệm vụ của khối nguồn
Cung cấp nguồn cho các linh kiện.
Cung cấp nguồn cho khối báo thức và khối hiển thị
Thông số kỹ thuật
Công suất : P = 20W
Điện áp : U =5V DC
Biến áp : I =1A
Sơ đồ khối nguồn

Hình 2.2: Sơ đồ mắc mạch chuyển đổi nguồn AC thành DC
b. Khối xung
-


Đặc điểm kỹ thuật của khối xung
+

Tần số xung dao động là 1hz ,tức 1s 1 nhịp xung

+

Khối sử dụng dạng song vuông

-

-

Chức năng nhiệm vụ của khối xung
+

Tạo xung clock cho mạch hoạt động

+

Cung cấp nguồn tín hiệu cho mạch

Thơng số kĩ thuật
+

đầu ra mang tín hiệu xung vng

+

cung cấp cho mạch 1 xung/giây


+

Tần số dao động 14.3MHz

7


-

Sơ đồ khối xung

Hình 2.3 Sơ đồ khối xung
2.2.2. Khối đếm giờ phút giậy
Đặc điểm kỹ thuật của khối đếm :

- Mạch đếm
Mạch đếm xung là một hệ logic dãy được tạo thành từ sự kết hợp của các Flip Flop. Mạch có một đầu vào cho xung đếm và nhiều đầu ra. Các đầu ra này thường là các
đầu ra Q cho các FF. Vì Q chỉ có thể có hai trạng thái là 1 và 0 cho nên sự sắp xếp các
đầu ra này cho phép ta biểu diễn kết quả dưới dạng một số hệ hai có số bit bằng số FF
dùng trong mạch đếm.
Điều kiện cơ bản để một mạch được gọi là mạch đếm là nó có các trạng thái đầu
ra khác nhau, tối đa đầu ra của mạch cũng bị giới hạn. Số xung đếm tối đa được gọi là
dung lượng của mạch đếm.
Có nhiều phương pháp kết hợp các Flip-Flop cho nên có rất nhiều loại mạch đếm.
Tuy nhiên, chúng ta có thể sắp chúng vào ba loại chính là: mạch đếm nhị phân, mạch
đếm BCD, và mạch đếm modul M.

-


Phân loại :
+ Mạch đếm nhị phân:
Là loại mạch đếm trong đó có trạng thái của mạch được trình bày dưới dạng số
nhị phân. Một mạch đếm nhị phân sử dụng n Flip-Flop sẽ có dung lượng là 2n.
8


+ Mạch đếm BCD:
Thường dùng 4 FF nhưng chỉ cho mười trạng thái khác nhau để biểu diễn các số
hệ 10 từ 0 đến 9.
+ Mạch đếm modul M:
Là mạch đếm có dung lượng là M, với M là số ngun dương bất kỳ. Vì vậy
mạch đếm loại này có rất nhiều dạng khác nhau tuỳ theo sáng kiến của nhà thiết kế
nhằm thoả mãn nhu cầu sử dụng.
- Mạch ghi
Mỗi Flip-Flop có hai trạng thái ổn định (hai trạng thái bền) và ta có thể kích thích
Flip-Flop để có được một trong hai trạng thái như ý muốn. Sau khi kích thích Flip-Flop
sẽ giữ hai trạng thái này cho đến khi nó buộc bị thay đổi. Vì có đặc tính như vậy nên ta
bảo rằng Flip-Flop là mạch có tính nhớ được hay mạch nhớ.
Như vậy, nếu dùng nhiều Flip-Flop ta có thể ghi vào đó một hay nhiều dữ liệu
đã được mã hoá dưới dạng một chuỗi các số hệ nhị phân là 0 và 1. Các FF dùng vào
công việc như thế tạo thành một loại mạch là mạch ghi mà trong nhiều trường hợp còn
gọi là thanh ghi (register).
Thông thường các FF không nằm cô lập mà chúng được nối lại với nhau theo một
cách nào đó để có thể truyền từng phần dữ liệu cho nhau. Dưới hình thức này ta có
thanh ghi dịch (shift register).
Thanh ghi dịch là một phần tử quan trọng trong các thiết bị số từ máy đo cho đến
máy tính. Ngồi nhiệm vụ ghi nhớ dữ liệu, chúng cịn thực hiện một số chức năng khác
nhau.
Có hai phương pháp đưa dữ liệu vào mạch là: nối tiếp (serial) và song song

(parallel) tạo thành các mạch ghi nối tiếp và mạch ghi song song.
- Chức năng của khối đếm
+ Nhận tín hiệu đầu ra của mạch xung rối xử lí tín hiệu nhận được dưới dạng số nhị
phân
+ Thực hiện chức năng đếm thời gian cho toàn mạch.
+ Reset thời gian khi đếm đến 60 về 0 của khối giây và phút và đếm đến 24 của giờ.
- Thông số kỹ thuật
+ Có tín hiệu đầu vào là 1xung/giây
+ Xuất tín hiệu ra cho các khối sau là 1xung/giây
- Sơ đồ khối đếm

9


Hình 2.4 sơ đồ khối đếm.
2.2.3. Khối giải mã và khối hiển thị
A. Khối giải mã

- Đặc điểm khối giải mã
Sử dụng IC giải mã BCD chuyển tín hiệu sang led 7 đoạn , được tác động ở mức
thấp cõ ngõ ra cực thu để hở có khả năng nhận dòng cao để đưa trục tiếp các led 7 đoạn
loại anode chung .

- Chức năng khối giải mã
Mạch giả mã cod chức năng đuea tín hiệu ra các đèn để hiển thị kết quả ở dạng
cữ số. Do có nhiều mạch loại đèn hiển thị và có nhiều loại mã số khác nhau nên có
nhiều mạch giải mã khác nhau . mạch giải mã thường sử dụng các loại IC giải mã BCD
như 74LS247, 74LS47, 4511…v.v
B. Khối hiển thị


- Đặc điểm khối hiển thị
+

Led 7 đoạn có cấu tọa gồm 8 led đợn có dạng hanh xếp , trong đó 7 đoạn led
đơn hợp thành dạng số hay chữ đoạn led cong lại thiển thị dấu chấm .

+

Có 2 loại led 7 đoạn là anode chung(dương chung) và cathode chung (cực âm).

+

Led 7 đoạn có anode chung : đầu A của 8 led đợn được nối với Vcc , các chận
K dung để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn , led chỉ sáng khi tín
hiệu đặt vào các chân này ở mức 0.

+

Led 7 đoạn có cathode chung : đầu K của 8 led đơn được nối với GND , các
chân A dung để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn , led chỉ sáng khi
tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1.

- Chức năng khối hiển thị
+ Nhận tín hiệu đầu ra của khối giải mã .
+ Hiển thị thời gian giờ , phút , giây.
10


- Thơng số kỹ thuật
+ Nhận tín hiệu 1xung/giây từ khối đếm

+ Khối hiển thị thể hiện đúng số xung nhịp được cấp vào
+ Công suất led thỏa mãn : U= 5V DC
I=1A
P=20W
2.2.4. Khối điều khiển thời gian và khối báo thức

a. Khối điều khiển thời gian
- Đặc điểm khối điều khiển
Khối điều chỉnh thông số thời gian là tạo ra xung dao động để đưa vào chân đếm
của IC đếm làm tăng lên hoặc giảm xuống mã bộ đếm đầu ra của IC đếm, dẫn đến số chỉ
thị thời gian cũng tăng hoặc giảm theo.
- Chức năng khối điều khiển
+ Điều chỉnh thời gian cho khới với thời gian thực.
+ Reset thời gian về ban đầu.
b. Khối báo thức
- Đặc điểm khối báo thức
+ Gồm 3 khối nhỏ bên trong : khối cài thời gian , khối so sánh ,khối chng
+ Nhận tín hiệu từ khối cài từ IC đếm phút và giờ , thông qua khối so sánh sau đó
-

xuất tín hiệu báo thức ra chng trong 60 giây.
Chức năng khối báo thức

+ Cài đặt thời gian báo thức và tạo ra tín hiệu thơng báo.
+
+
+
+

Thơng số kỹ thuật

Điện áp : U = 5V DC.
Dịng điện: I =1A.
Cơng suất : P = 20W.
Tần số : f = 2300 ± 300 hz

2.3 Mạch nguyên lý
2.3.1 Khối nguồn.
Sơ đồ khối:

11


Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý của khối nguồn dùng IC .
Nguyên lý hoạt động:
Nguồn 220V 5V AC qua máy biến áp , đầu ra máy biến áp là dòng 5V DC.
Nguồn 5V AC từ cuộn thứ cấp của biến áp được chỉnh lưu thành 5V DC . Thông
qua mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kì gồm 4 diode. Sau chỉnh lưu, điện áp một chiều vẫn
cịn gợn sóng nên được đưa qua mạch lọc gồm tụ C5 để giảm thiều gợn sóng rồi tiếp
tục vào mạch ổn áp . Ổn áp có đầu vào Vin (chân 1) > 5V nên nó thực hiện ổn áp
thành đầu ra mức 5V tại Vout (chân 3) để cung cấp cho tải. Tụ C4 tiếp tục lọc sóng
ở đầu ra cho dịng
2.3.2 Khối xung.
Nguyên lý hoạt động.
Điện áp hoạt động được cấp từ nguồn 5V DC

12


Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý tạo dao động
Ký hiệu 0 là mức thấp bằng 0V, 1 là mức cao gần bằng VCC. Mạch FF là loại RS

Flip-flop.
Khi S = [1] thì Q = [1] và = [0].
Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và = [0].
Khi R = [1] thì = [1] và Q = [0].
Tóm lại: khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0], = [1], transistor mở
dẫn, cực C nối đất. Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân 6 không
vượt quá V2. Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset.
- Giai đoạn ngõ ra ở mức 1:

Khi bấm công tắc khởi động, chân 2 ở mức 0.
Vì điện áp ở chân 2(V-) nhỏ hơn V1(V+), ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 1 nên
\S = [1], Q = [1] và = [0]. Ngõ ra của IC ở mức 1.

Khi = [0], transistor tắt, tụ C tiếp tục nạp qua R, điện áp trên tụ tăng.Khi nhả cơng
tắc, Op-amp 1 có V- = [1] lớn hơn V+ nên ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 0, S = [0], Q
và vẫn không đổi. Trong khi điện áp tụ C nhỏ hơn V2, FF vẫn giữ nguyên trạng thái
đó.
- Giai đoạn ngõ ra ở mức 0:

Khi tụ C nạp tiếp, Op-amp 2 có V+ lớn hơn V- (= 2/3 VCC), R = [1] nên Q = [0]
và = [1]. Ngõ ra của IC ở mức 0.
Vì = [1], transistor mở dẫn, Op-amp2 có V+ = [0] bé hơn V-, ngõ ra của Op-amp
2 ở mức 0. Vì vậy Q và không đổi giá trị, tụ C xả điện thông qua transistor.
Kết quả cuối cùng: Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vng, có chu kỳ ổn

định.

13



Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý khối tạo xung sử dụng IC NE555.
\

2.3.3 Khối đếm
A. Khối đếm giây
Khối giây có nhiệm vụ hiển thị giá trị từ “00” đến “59”. Khi khối giây đếm
đến giá trị “59” và sau một chu kì xung tiếp theo thì giá trị đếm tự động reset về
“00”, và đồng thời cấp xung cho khối phút đếm phút.
Tần số 1Hz tại đầu ra của IC tạo dao động 555 được cấp cho khối giây để
đếm. Hàng đơn vị sẽ đếm giá trị từ “0” đến “9”, còn hàng chục sẽ đếm từ “0” đến
“5”. Cứ sau 1 chu kì xung được cấp thì khối giây đếm tăng 1 giá trị. Ở đây ta phải
14


sử dụng bộ đếm 10 cho hàng chục (c) và hàng đơn vị (dv). Các chân Q0, Q1, Q2,
Q3 tạo thành một bộ đếm lần lượt tương ứng với bộ đếm A, B, C, D. Khi hàng chục
đếm đến giá trị “6” (DCBA = “0110”) thì có mức điện áp logic tương ứng với giá trị
“6” (C = D = “1”) được đưa về từng chân R0(1) và R0(2) của IC đếm hàng chục để
reset giá trị đếm về “0” và đồng thời cấp xung Clock (Clk) cho khối phút.
Phương trình đại số logic:
Clk (khối phút) = C (c–khối giây)

Bảng 2.1 Bảng mã khối giây.

15


Hình 2.8 Sơ đồ khối giây.

16



B. Khối phút.
Khối phút cũng tương tự như khối giây có nhiệm vụ hiển thị giá trị từ “00”
đến “59” và sau khi đếm đến “59”, sau 1 chu kì xung tiếp theo thì giá trị đếm cũng
tự động reset về “00” và đồng thời cấp xung cho khối giờ để đếm giờ.
Xung được cấp cho khối phút khi khối giây đếm giá trị “59” về “00”. Vì
vậy cứ sau khi khối giây đếm hết 60 giây thì khối phút đếm tăng 1 giá trị. Hàng đơn
vị sẽ đếm giá trị từ “0” đến “9”, còn hàng chục sẽ đếm từ “0” đến “5”.Ta cũng sử
dụng bộ đếm 10 cho cả hàng chục và hàng đơn vị và quá trình reset cũng tương tự
như khối giây.
Phương trình đại số logic:
Clk (khối giờ) = C (c–khối phút)

Bảng 2.2 Bảng mã khối phút

17


Hình 2.9 Sơ đồ khối phút

18


C Khối giờ.
-

Khối giờ có nhiệm vụ hiển thị giá trị từ “00” đến “23”. Khi khối giờ đếm đến giá
trị “23” và sau 1 chu kì xung tiếp theo thì giá trị đếm tự động reset về “00” và


-

đồng thời cấp xung cho khối ngày đếm ngày.
Xung cấp cho khối giờ được cấp từ khối phút. Cứ sau khi khối phút đếm hết 60
phút thì khối giờ đếm tăng 1 giá trị. Hàng đơn vị sẽ hiển thị giá trị từ “0” đến “9”,
còn hàng chục sẽ hiển thị giá trị từ “0” đến “1”. Ta sẽ sử dụng bộ đếm 4 (B và C)
cho hàng chục và bộ đếm 10 cho hàng đơn vị. Khi hàng chục đếm được giá trị
“2” (CB = “10”) và hàng đơn vị đếm đến giá trị “4” (DCBA = “0100”) thì có
mức điện áp logic tương ứng với giá trị “24” được đưa về từng chân R0(1) và
R0(2) của IC đếm hàng chục và IC đếm hàng đơn vị để reset giá trị đếm về “00”
và đồng thời cấp xung Clock cho khối ngày.
Phương trình đại số logic:
Clk (khối ngày) = C (c–khối giờ)

Bảng 2.10 Bảng mã khối giờ

19


Hình 2.11 : Sơ đồ khối giờ.
2.3.4 . Khối giải mã và hiển thị.
a. Khối giải mã
- khối giải mac sử dụng loại IC giải mã BCD sang mã 7 đoạn. IC 74LS247 là
loại IC tác động ở mức thấp có ngõ ra cực thu để hở và khả năng nhận dòng đủ cao để
thúc trực tiếp các đèn led 7 đoạn loại anode chung.

20


Hình 2.12: Sơ đồ chân và sơ đồ khối của IC 74LS247

Tín hiệu xung qua các cổng đầu vào Qa , Qb , Qc , Qd từ IC đếm được nạp vào
IC thông qua các chân 7, 1, 2, 6 . Bộ giải mã BCD sang hệ thập phân là một mạch tổ
hợp có 4 đầu vào nhị phân và 10 đầu ra thập phân. Đầu vào là mã BCD và sẽ kích hoạt
đầu ra tương ứng với đầu vào.
b. Khối hiển thị.

Hình 2.13: Sơ đồ Led 7 thanh Cathode chung và Anode chung
Nguyên lý hoạt động.
- Led Anode chung.

21


Hình 2.14: Led 7 thanh loại Anode chung
-

Hình 2.15 sơ đồ khối hiển thị
2.3.5 Khối điều chỉnh thời gian .
Thực chất của khối điều chỉnh thông số thời gian là tạo ra xung dao động để
đưa vào chân đếm của IC đếm làm tăng lên hoặc giảm xuống mã bộ đếm đầu ra của
IC đếm, dẫn đến số chỉ thị thời gian cũng tăng hoặc giảm theo.

22


Khối điều chỉnh thời gian đơn giản là các phím bấm chỉnh phút và chỉnh giờ
hay ngày tháng năm.
- Sơ đồ khối sử dụng nút bấm để điều chỉnh thời gian các khối phút và khối giờ.

-


Hình 2.17 sơ đồ khối điều khiển
Dùng để tạo tín hiệu mức 0 khi các đầu vào cùng trạng thái
Các phím bấm này kết hợp với các điện trở và tụ hoặc các cổng logic để tạo xung
đưa vào các lối vào clock của các IC đếm. Trong mạch không dùng đến nút chỉnh
giây bởi đơn vị thời gian của nó nhỏ. Cịn nếu muốn chỉnh chính xác đếm đơn vị
giây ta chỉ cần khởi động mạch vào thời điểm có giá trị giây là 00.

A
B

Y

A
0

B
0

Y
0

0

1

1

1


1

0

1

1

0

Hình 2.18: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng EX-OR
Nguyên lý hoạt động: Sử dụng các nút nhấn button có tín hiệu ở mức cao 1 ,cấp tín
hiệu cho một chân của IC logic cổng EX – OR . Chân tín hiệu cịn lại được kết nối tới
đầu ra và chân R(0)2 của IC đếm 74LS90 , đến khi tín hiệu mức cao được cấp kết thúc
thì tính là 1 xung qua cổng IC logic cấp cho IC đếm.
Nhận xét: Ngõ ra cổng EX-OR ở mức 1 khi các đầu vào ngược mức logic.
2.3.6 Khối báo thức
- Switch 4P DIP:
Ta sử dụng Switch 4P để thực hiện cài đặt các mức điện áp tương ứng với các
mức logic 0 và 1 để đưa đến IC so sánh.
23


Gạt các thanh điều khiển 1 2 3 4 tương ứng với giá trị trong bảng đếm thập
phân để cài đặt thời gian cho khối .
Cụm 4 Swicth là đầu vào của khối so sánh (A)

.
Hình 2.19: Hình ảnh Swich 4P ngoài thực tế.
2.3.6.1 Khối so sánh và khối báo thức

- Nguyên lý hoạt động: Tín hiệu đưa về từ các chân đầu ra của IC đếm là A,
chỉ có 2 mức logic là cao và thấp (tín hiệu số 1 bit). Tín hiệu đem so sánh từ các
Swicth là B (tín hiệu cài đặt)
Sẽ có 3 trường hợp xảy ra cho ngõ ra :
A > B khi A = 1 và B = 0
A < B khi A = 0 và B = 1
A = B khi A = 1 = B hay A = 0 = B
IC so sánh 74LS85 nhận dữ liệu ngõ vào từ IC đếm giờ phút và so sánh với dữ
liệu ngõ vào cài đặt từ Switch. Khi 2 giá trị trên bằng nhau thì ngõ ra QA=B của
IC74LS85 sẽ lên mức 1 đồng thời kích cho transistor C1815 đóng lại tương tự như 1
cơng tắc. Từ đó Loa Buzer sẽ phát ra tiếng kêu báo thức.
Có bốn IC 74LS85 được kết nối với nhau, tương ứng với các thiết lập đơn vị
phút, hàng chục phút , đơn vị giờ , hàng chục giờ. Các IC được kết nối với nhau
thông qua các ngõ đầu vào và đầu ra (QA = QB) , sử dụng tín hiệu so sánh ở mức
bằng nhau để lấy tín hiệu cho khối thiết lập kế tiếp.
Thiết lập khối so sánh đơn vị phút

24


Hình 2.20 IC so sánh khối báo thức.
Chân số 3 đầu vào sử dụng mức so sánh A= B lấy đó làm mức so sánh, chỉ khi
tín hiệu từ switch bằng với tín hiệu đầu ra của IC đếm thì đầu ra của IC mới co tín
hiệu đầu ra ở chân sơ 6 và lấy đó làm chân cấp tín hiệu hoạt động cho thiết lập khối
hàng chục phút tiếp theo.
Trong trường hợp không cài cài đặt báo thức ở khối đơn vị phút IC so sánh
mặc định tín hiệu ở các ngõ so sánh là bằng nhau lên mức so sánh đầu ra sẽ là chân
số 6 ( A = B)

25